专利名称：一种混合动力调车机车工作状态的识别方法和系统的制作方法
技术领域：
本申请涉及内燃机车控制技术领域，特别是涉及一种混合动力调车机车工作状态的识别方法和系统。
背景技术：
混合动力内燃机车是轨道交通发展方向的一种绿色车型。混合动力技术非常适合于电传动内燃机车，尤其是调车机车。调车机车具有怠速时间长、运行速度低等特点。采用混合动力技术可以大幅度改善调车机车的燃油经济性，并减少其排放，对调车机车在隧道等通风不畅的特殊环境中工作具有重要的意义。控制策略是混合动力调车机车的核心，其控制着调车机车的能量分配，而且控制策略与调车机车的工作状态紧密相关。与混合动力汽车相比，调车机车的工作状态不仅与其行驶速度有关，而且与拖曳货物的质量具有紧密联系。因此不能仅仅根据车速对其工作状态进行评价，不同站点的货物运输量不同，调车机车的工作状态也具有很大差异。在实际应用中，根据调车机车的工作状态适时调整控制策略可以进一步提高其燃油经济性，并减少其排放。而目前技术中并没有对调车机车工作状态进行识别的方法，因此混合动力调车机车在燃油经济性和排放性能方面的优势没有得到最大体现。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是提供一种混合动力调车机车工作状态的识别方法和系统，能够准确识别出当前调车机车的工作状态，通过该状态调整控制策略，更好地对调车机车进行能量分配。为了解决上述问题，本申请公开了一种混合动力调车机车工作状态的识别方法，包括第一阶段和第二阶段，其中，第一阶段包括获取处于特定工作状态的调车机车驱动电机的输出功率总和曲线；对所述输出功率总和曲线进行采样，每个样本为一段输出功率总和曲线，其中，采样时间为％秒，采样间隔为tf秒；计算每段输出功率总和曲线的第一特征参数；依据所述特定工作状态和第一特征参数确定工作状态识别所需的控制参数；第二阶段包括采集当前调车机车在每％秒内驱动电机的输出功率总和值，采集间隔与所述采样间隔tf相等；将所述每％秒内的输出功率总和值作为一个片段，计算所述片段的第二特征参数；依据第一阶段中获取的控制参数和所述第二特征参数，确定调车机车的工作状态。
优选的，所述计算每段输出功率总和曲线的第一特征参数包括统计每段输出功率总和曲线中输出功率总和大于或等于0的采样点，所述采样点为第一采样点；计算所述第一采样点数值的最大值、平均值和标准差；统计每段输出功率总和曲线中输出功率总和小于0的采样点，所述采样点为第二采样点；计算所述第二采样点数值的最大值、平均值和标准差；将所述第一采样点进行区间划分，计算每个区间中的采样点数占第一采样点的总点数的比例；将所述第二采样点进行区间划分，计算每个区间中的采样点数占第二采样点的总点数的比例；其中，所述第一特征参数包括第一采样点数值的最大值、平均值和标准差；第二采样点数值的最大值、平均值和标准差；每个区间中的采样点数占第一采样点的总点数的比例；每个区间中的采样点数占第二采样点的总点数的比例。优选的，所述计算所述片段的第二特征参数包括统计片段中输出功率总和值大于或等于0的采集点，所述采集点为第一采集点；计算所述第一采集点数值的最大值、平均值和标准差；统计片段中输出功率总和值小于0的采集点，所述采样点为第二采集点；计算所述第二采集点数值的最大值、平均值和标准差；将所述第一采集点进行与第一采样点相同的区间划分，计算每个区间中的采集点数占第一采集点的总点数的比例；将所述第二采集点进行与第二采样点相同的区间划分，计算每个区间中的采样点数占第二采集点的总点数的比例；其中，所述第二特征参数包括第一采集点数值的最大值、平均值和标准差；第二采集点数值的最大值、平均值和标准差；每个区间中的采集点数占第一采集点的总点数的比例；每个区间中的采样点数占第二采集点的总点数的比例。优选的，所述依据所述特定工作状态和第一特征参数确定工作状态识别所需的控制参数包括将所述特定工作状态设置为工作状态识别的输出层，所述第一特征参数作为工作状态识别的输入层；依据下式确定工作状态识别所需的控制参数
权利要求
1.一种混合动力调车机车工作状态的识别方法，其特征在于，包括第一阶段和第二阶段，其中，第一阶段包括获取处于特定工作状态的调车机车驱动电机的输出功率总和曲线；对所述输出功率总和曲线进行采样，每个样本为一段输出功率总和曲线，其中，采样时间为％秒，采样间隔为 秒；计算每段输出功率总和曲线的第一特征参数；依据所述特定工作状态和第一特征参数确定工作状态识别所需的控制参数；第二阶段包括采集当前调车机车在每％秒内驱动电机的输出功率总和值，采集间隔与所述采样间隔tf相等;将所述每％秒内的输出功率总和值作为一个片段，计算所述片段的第二特征参数；依据第一阶段中获取的控制参数和所述第二特征参数，确定调车机车的工作状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算每段输出功率总和曲线的第一特征参数包括统计每段输出功率总和曲线中输出功率总和大于或等于0的采样点，所述采样点为第一采样点；计算所述第一采样点数值的最大值、平均值和标准差；统计每段输出功率总和曲线中输出功率总和小于0的采样点，所述采样点为第二采样点计算所述第二采样点数值的最大值、平均值和标准差；将所述第一采样点进行区间划分，计算每个区间中的采样点数占第一采样点的总点数的比例；将所述第二采样点进行区间划分，计算每个区间中的采样点数占第二采样点的总点数的比例；其中，所述第一特征参数包括第一采样点数值的最大值、平均值和标准差；第二采样点数值的最大值、平均值和标准差；每个区间中的采样点数占第一采样点的总点数的比例；每个区间中的采样点数占第二采样点的总点数的比例。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算所述片段的第二特征参数包括统计片段中输出功率总和值大于或等于0的采集点，所述采集点为第一采集点；计算所述第一采集点数值的最大值、平均值和标准差；统计片段中输出功率总和值小于0的采集点，所述采样点为第二采集点；计算所述第二采集点数值的最大值、平均值和标准差；将所述第一采集点进行与第一采样点相同的区间划分，计算每个区间中的采集点数占第一采集点的总点数的比例；将所述第二采集点进行与第二采样点相同的区间划分，计算每个区间中的采样点数占第二采集点的总点数的比例；其中，所述第二特征参数包括第一采集点数值的最大值、平均值和标准差；第二采集点数值的最大值、平均值和标准差；每个区间中的采集点数占第一采集点的总点数的比例；每个区间中的采样点数占第二采集点的总点数的比例。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述特定工作状态和第一特征参数确定工作状态识别所需的控制参数包括将所述特定工作状态设置为工作状态识别的输出层，所述第一特征参数作为工作状态识别的输入层；依据下式确定工作状态识别所需的控制参数
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述依据第一阶段中获取的控制参数和所述第二特征参数，确定调车机车的工作状态包括将所述控制参数和所述第二特征参数设置为工作状态识别的的输入层；依据下式确定调车机车的工作状态
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述每ts秒内的输出功率总和值作为一个片段，计算所述片段的第二特征参数之前还包括从第一个采集点开始，计算前η。次采集的输出功率总和的平均值，将所述平均值作为当前采集点的输出功率总和值；将所述当前采集点的输出功率总和值与前一次采集点的输出功率总和值进行比较，包括如果变化量的值大于Ρ。，则保持当前采集点的输出功率总和值不变；如果变化量的值小于Ρ。，则取前一次采集点的输出功率总和值作为当前采集点的输出功率总和值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采样时间ts的取值为120s 800s ；所述采样间隔tf的取值为0. 5s 3s。
8.一种混合动力调车机车工作状态的识别系统，其特征在于，包括获取模块，用于获取处于特定工作状态的调车机车驱动电机的输出功率总和曲线；采样模块，用于对所述输出功率总和曲线进行采样，每个样本为一段输出功率总和曲线，其中，采样时间为％秒，采样间隔为tf秒；采集模块，用于采集当前调车机车在每％秒内驱动电机的输出功率总和值，采集间隔
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述计算模块包括第一统计模块，用于统计每段输出功率总和曲线中输出功率总和大于或等于0的采样点，所述采样点为第一采样点，以及统计所述片段中输出功率总和值大于或等于0的采集点，所述采集点为第一采集点；第一计算子模块，用于计算所述第一采样点和第一采集点数值的最大值、平均值和标准差；第二统计模块，用于统计每段输出功率总和曲线中输出功率总和小于0的采样点，所述采样点为第二采样点，以及统计所述片段中输出功率总和值小于0的采集点，所述采样点为第二采集点；第二计算子模块，用于计算所述第二采样点和第二采集点数值的最大值、平均值和标准差；第三计算子模块，用于将所述第一采样点和第一采集点进行相同的区间划分，计算每个区间中的采样点数占第一采样点的总点数的比例，以及每个区间中的采集点数占第一采集点的总点数的比例；第四计算子模块，用于将所述第二采样点和第二采集点进行相同的区间划分，计算每个区间中的采样点数占第二采集点的总点数的比例，以及每个区间中的采样点数占第二采样点的总点数的比例；其中，所述第一特征参数包括第一采样点数值的最大值、平均值和标准差；第二采样点数值的最大值、平均值和标准差；每个区间中的采样点数占第一采样点的总点数的比例；每个区间中的采样点数占第二采样点的总点数的比例；所述第二特征参数包括第一采集点数值的最大值、平均值和标准差；第二采集点数值的最大值、平均值和标准差；每个区间中的采集点数占第一采集点的总点数的比例；每个区间中的采样点数占第二采集点的总点数的比例。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述确定模块包括第一设置模块，用于将所述特定工作状态设置为工作状态识别的输出层，所述第一特征参数设置为工作状态识别的输入层；第一确定子模块，用于依据下式确定工作状态识别所需的控制参数
全文摘要
本申请提供了一种混合动力调车机车工作状态的识别方法和系统，其中，所述方法包括第一阶段获取处于特定工作状态的调车机车驱动电机的输出功率总和曲线；对所述输出功率总和曲线进行采样，每个样本为一段输出功率总和曲线，其中，采样时间为ts秒，采样间隔为tf秒；计算每段输出功率总和曲线的第一特征参数；依据所述特定工作状态和第一特征参数确定工作状态识别所需的控制参数；第二阶段采集当前调车机车在每ts秒内驱动电机的输出功率总和值，采集间隔与所述采样间隔tf相等；将所述每ts秒内的输出功率总和值作为一个片段，计算所述片段的第二特征参数；依据第一阶段中获取的控制参数和所述第二特征参数，确定调车机车的工作状态。
文档编号B61C17/00GK102556083SQ20111042440
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者张昕, 张欣, 张良, 田毅 申请人:北京交通大学